Проходная печь

 

1. .ПРОХОДНАЯ ПЕЧЬ для струйио-факельного нагрева металла, содер )| а1цая рабочую камеру, транспортирующие устройства и горелки, равномерно расположенные участками в своде печи, отличающаяся , тем, что, с целью пов|Елшения равнсзмерности нагрева металла, каждый участок горелок вы- . полнен из центрального вертикального и крайних.рядов горелок, установленных к центральному под углом 10-20, а расстояние между осями сопл горелок центральных рядов соседних участков составляет 11,5-112 диаметра сопл центрального ряда. , 2.ПечЬ по П.1, о т л и«ч аю - щ а я с я тем, что диаметр сопл крайних горелок составл яет 1,02-1,06 диаметра сопл центрального ряда. 3.Печь по П.1, отличающаяся тем, что,с целью повышения стойкости горелочных туннелей, длина их составляет 0,5-1,0, а диаметр - Щ 1,5-2,5 диаметра соответствуюг,его HV (Л сопла. оо ч о 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛИИ ИЗОДЧГП=-НИй И ОТНРЫТИй (21) 3394261/22-02 (22) 12.02.82 (-46) 23.08.83. Бюл. Р 31 (72) A.Â. Комаров, A.Н. Минаев и В.И. Ольшанский (71) Днепропетровский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт (53) 621.783.231(088.8) (56) 1. "Сталь", 1981, Р 2, с. 83-85.

2. Нагрев слябов. Пер. с англ.N,, "Металлургия", 1977, с. 31-37,рис.4. (54)(57) 1..ПРОХОДНАЯ ПЕЧЬ для струй-но-факельного нагрева металла, содержащая рабочую камеру, транспортирующие устройства и горелки, равномерно расположенные участками в.своде печи, отличающаяся тем, что, с,SU„„1037035

3(5В F 27 В 9 00 целью повышения равномерности нагрева металла, каждый участок горелок выполнен из центрального вертикального и крайних. рядов горелок, установлен» иых к центральному под углом 10-20а а расстояние между осями сопл горелок центральных рядов соседних участков составляет 11,5-112 диаметра сопл центрального ряда.

2. Печь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что диаметр сопл крайних горелок составляет 1,02-1,06 диаметра сопл центрального ряда.

3. Печь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что,с целью повышения стойкости горелочных туннелей, длина их составляет 0,5-1,0, а дйаметр— .И

1,5-2,5 диаметра соответствующего ил сопла.

103703 5

Изобретение относится к устройствам для нагрева металла и может быть использовано в металлургической и, других отраслях промышленности.

Известна проходная печь для скоростного нагрева металла плоской фор- 5 мы, содержащая рабочую камеру, горелки с металлическими соплами, установленные в своде и снабженные горелочными туннелями, и транспортирующие устройства.Оси сопл направлены нор- 10 мально к поверхности нагреваемого материалла, а сами сопла "имеют одинаковые выходные диаметры.

Данная конструкция пригодна для скоростного нагрева металла плоской )5 формы системой атакующих поверхность металла, факелов, образующихся при подаче через сопла подготовленной газовоэдушной смеси (1 ).

Однако известная конструкция не обеспечивает достаточной равномерности нагрева металла по ширине печи поперек его движения, так как действие периферийных факелов ослабляется влиянием сносящего потока отработанных продуктов сгорания.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является проходная печь для нагрева металла, содержащая рабочую. камеру, транспортирующие устройства и горелки, установ-ЗО

,ленные в свбде равномерно расположен ными участками (2 j.

Однако такая конструкция не позволяет улучшить равномерность нагрева металла по ширине|полностью исполь- 35 зовать скоростной напор продуктов сгорания факелов. Промежутки между участками горелок недостаточно интен.сивно нагреваются, так как они не взаимодействуют с факельной системой.4О

Целью изобретения является повышение равномерности нагрева металла.

Поставленная цель достигается тем, что в проходной печи для струйно-факельного нагрева металла, содержащей 45 рабочую камеру,.транспортирующие устройства и горелки, равномерно расположенные участками в своде печи, каждый участок горелок выполнен из цен» тральногo вертикальго и крайних рядов горелок, установленных к центральному

;под углом 10-20,p расстояние между ,осями сопл горелок центральных рядов соседних участков 11,5 -112 диаметра

"сопл центрального ряда.

Кроме того, диаметр сопл крайних горелок 1,02-1Р6 диаметра сопл центрального ряда.

Причем длина горелочных туннелей составляет 0,5-1,0, а диаметр - 1,52,5 диаметра соответствующего им 60 сопла. Отработанные продукты сгорания центрального ряда сопл перетекают у нагреваемой поверхности металла не поперек рабочего пространства печи, балластируя поверхность нагреваемого металла, а вдоль него, затем вытесня-. ются вверх к своду и по пространству, ограниченному сводом и наклонными наВстречу друг другу периферийными рядами факелов соседних участков, удаляются к окнам для отвода дыма.

Окна могут быть расположены на боковых стенках. При этом теплоотдача от факелов, находящихся у боковых стенок печи, греющих край (периферию) металла, усилится, так как не будет эффекта сносяшего потока. Как следствие, при одинаковой температуре нагрева металла удельный расход топлива будет ниже. Кроме того, уменьшится инерционность процесса нагрева за счет. сжигания температуры кладки.

Угол наклона сопл периферийных рядов к плоскости, проходящей через оси сопл центрального ряда, выбран в пределах 10 - 20 . Выбор угла менее о о

10 приводит к сильной стесненности рабочего пространства печи, в резуль" тате чего не хватает объема для прохода отработанных дымовых газов под сводом, и возникает ослабление теплоотдачи у края металла (эффект сносящего потока). Выбор угла наклона боо лее 20 нецелесообразен для организации скоростного нагрева, так как это приводит к снижению теплоотдачи.

Диаметры сопл периферийных рядов превышают диаметры сопл центрального ряда в 1,02 — 1,06 раза. Оптимальное

)расстояние от среза сопла до преграды, при котором обеспечивается максимальная теплоотдача, пропорционально диаметру д .сопла 0, и = A{ V) cg, где

n (V ) — множитель йропорциональности, зависящий от скорости V истечения смеси. Так как .скорость истечения для центральных и периферийных сопл одинакова, то следует (фиг. 1)

АБ 3 о

СЕ d где ба - диаметр цен" трального сопла; d< — диаметр периферийного, так как AB = С0, то л- г с л = сов "| где предыдущему 10 4 о 4 20, отсюда получаем д = (1,02-1,06) 4о.

Растояния между осями сопл центральных рядов соседних участков пре-, вышают диаметры сопл центральных рядов в 11,5 - 112 раза. Это соотношение получено из следующих соображений.

Расстояние между центральными и периферийным рядами сопл AC=(1 - 5) х х(40+ 4 ) (фиг.1) . При ACC(d 0 +d ) ухудшается стабилизация факелов за счет уменьшения эон рециркуляции, при

АС > 5 (4+d л) усиливается неравномерность теплоотдачи к металлу эа счет увеличения расстояния между точками максимума теплоотдачи. Оптимальное расстояние между срезом сопла и пре градой, при котором обеспечивается максимум теплоотдачи, в интервале

1037035

4 скоростей истечения смеси 50-200 м/d .трального ряда нормальны нагреваемой составляет 10 - 75 диаметров сопла, поверхности металла 9, сопла перифет.е. AB = (10 — 75) др.Тогда из гео- рийных рядов отклонены от центральнометрических соображений (фиг.1),при- го ряда. в разные стороны на угол няв ЕЕ = BE (равенство расстояний I=10 "20 . Диаметр сопл периферийных между точками максимума теплоотдачи - 5 рядов составляет (1,02 — 1,06) диадля достижения наибольшей равномер- метра сопл центральных рядов. Рас-. ности) и учитывая симметрию (равно- стояние между осями сопл центральмерную распределенность участков . ных рядов соседних участков составлясопл), получим для расстояния L меж- ет (11,5 — 112) диаметров сопл цент10 рального ряда. Длина горелочных тун3 BE 3 (BD + 0Е) 3(80 + нелей составляет (0,5 — 1,0 ), а диа+ CDd д) = 3 (AC + ABd д ), А . * метр — (1,5 — 2,5) диаметра cîîòâåòПодставляя сюда значения AC-и АВ . ствующих им сопл. по предыдущему, получим требуемое со- . Печь работает следующим образом.

15 Подготовленная смесь истекает чеДля снижения температуры горелоч- рез сопла 3 в рабочую камеру 1. В на ных туннелей и повышения их стойкос- чальный период работы печи смесь поти длина туннелей составляет (0,5 - дается с небольшой скоростью (20

1,5), а диаметр — (1,5 - 2,5) диабет- 30 м/с), при этом горение стабилиэира установленного в них сопла. . руется горелочными туннелями 5. После

Назначением горелочных туннелей разогрева кладки скорость подачи смев печи скоростного струйно-факельного си увеличивается до 100 -.200 м/с.

:нагрева является обеспечение стабили-.. Горение выносится из горелочных тун,эации факелов при разогреве кладки нелей 5 в рабочее пространство печи, печи при малых скоростях истечения факел стабилизируются зонами рециркусмеси иэ сопл. В дальнейшем при yse- .ляции продуктов горения у свода. От25 личении скорости истечения стабили-. :работанные продукты горения факелов зация осуществляется высокотемпера-,центрального ряда 7 перетекают у потурными зонами рециркуляции продуктов верхности металла 9 вдоль рабочей касгорания в рабочем пространстве печи, меры 1 (фиг. 1) и вытесняются вместе а горения в туннелях практически не ™ с продуктами горения факелов перифепроисходит. Уменьшение длины туннеля рийных рядов 8 к своду (на фиг. 1 менее 0,5, а диаметра менее 1,5 диа- область 10), и затем, двигаясь попеметра сопла приводит к значительному рек рабочей камеры 1 к боковым стенухудшению стабнлизации, при разогреве кам, удаляются. печи увеличение длины более 1,0 и ди-35 С увеличением скорости истечения аметра более 2,5 диаметра сопла — к смеси теплоотдачи к металлу усилива.-перегреву туннеля, так как процесс . ется и КПД печи увеличивается. Однако горения будет начинаться в нем даже увеличение скорости истечения более при высоких скоростях истечения (до 200 м/с нецелесообразно,,так как при

100 - 200 м/с). ф} этом прирост потребляемой мощности

На фиг. 1 представлена печь, часть - тягодутьевых средств в стоимостном продольного разреза;на фиг. 2 - горе- выражении превышает экономию за счет . лочные устройства и свод,-вид снизу. увеличения КПД и, как следствие„ снипечь содержит рабочую камеру 1, .жения удельного расхода топлива. Расгорелки 2 с металлическими соплами 3, gg стояние между осями сопл центральных установленные в своде 4 и снабженные - рядов соседних участков, соответствугорелочными туннелями 5. Сопла в сво; ющее скоростям истечения 1СО— де расположены периодическими участ-; 200 м/с, должно быть выбрано в преками 6, каждый иэ которых состоит иэ . делах б = (38,4 -71,4) dð для углов центрального 7 и двух периферийных 8, наклона d"- =10 о (до 10 сопл в ряду) расположенных. поперек рабочего прост- . и 3. (70,8 - 112) d для углов d"= 20О ранства печи, .рядов сопел. Сопла цен- (более 10 сопл s ряду).

4 И (1,02+fpN)dy

Составитель В. Бербенев

Редактор Н. Данкулич Техред М.Коштура Корректор В. Гирняк

Эакаэ 5984/39 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.4/5

ФИлиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4